CN101774004A - 一种油电混合的热室压铸机压射系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油电混合的热室压铸机压射系统，包括料壶及压射杆、伺服电机控制装置和液压增压装置，所述伺服电机驱动所述压射杆以控制压射过程中的压射速度，所述液压增压装置配合伺服电机控制装置驱动所述压射杆以控制压射过程中的快速增压。本发明的压射速度由伺服电机控制，伺服电机实现对压射过程中多段慢速、匀加速、多段高速、减速刹车的控制，实现压射速度的多段无级可调，从而实现压铸的无飞边功能，成型高品质的净成型制品。同时利用液压系统实现增压的目的，增压单独控制利于实现缩短建压时间，避免为了要达到较大的增压力而采用大型电机，从而降低成本。

Description

一种油电混合的热室压铸机压射系统

技术领域

本发明涉及热室压铸机，更具体地说，涉及一种新型的油电混合的热室压铸机压射系统。

背景技术

目前，国内外传统的热室压铸机的压射系统一般都采用液压为动力，来实现金属(铝合金、镁合金、铜合金等)的压力铸造，具体动作如下：坩锅中由给汤进入压铸机的料壶中，由液压系统驱动压射杆前进，而推动合金液进行慢速、高速，在慢速、高速的过程中，要求速度的控制平稳且无波动。

在压射杆减速的同时，液压系统驱动增压系统，推进压射杆，实现金属冷却过程中的增压补缩，使金属制品内部致密，最终成型制品，这一阶段进行压射的增压。

当增压完成后，液压系统驱动压射杆回退至初始位置，进行下一循环。

在压铸成型中，增压动作尤其重要，是压铸成型制品品质的重要保障。然而，增压压力非常大，传统的压铸机全部用液压来实现，如果采用电机来实现如此大的增压压力，将需要比较大型的电机，将造成成本提高。

这种传统的油压式压铸机不仅需要使用比较大的油压驱动源，需要较大的能耗，而且不可避免的带来液压油的污染。与此同时，由于液压油的可压缩性和泄漏，液压传动不能保证严格的传动比，压射过程中速度的精确度和精密度不易控制，各段压射速度波动较大，压射过程中容易卷气，对于提高压铸制品的品质、制品的净成型都是局限。因此，发展电动的压铸机势在必行。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述传统油压式压铸机需要较大油压驱动源及能耗且不易控制压射过程中速度的精确度和精密度的缺陷，提供一种油电混合的热室压铸机压射系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种油电混合的热室压铸机压射系统，包括料壶及压射杆，其还包括伺服电机控制装置和液压增压装置，所述伺服电机驱动所述压射杆以控制压射过程中的压射速度，所述液压增压装置配合伺服电机控制装置驱动所述压射杆以控制压射过程中的快速增压。

在本发明所述的热室压铸机压射系统中，所述液压增压装置包括增压缸体、安装在所述增压缸体内的增压活塞及与所述增压活塞连接的液压系统，所述伺服电机控制装置包括安装在所述增压缸体上的伺服电机及与所述压射杆固定连接可带动其直线运动的联动件，所述增压活塞由所述液压系统驱动，所述联动件横穿所述增压缸体和增压活塞并与所述伺服电机连接，所述联动件在所述伺服电机与增压活塞的驱动下带动所述压射杆作直线运动。

在本发明所述的热室压铸机压射系统中，所述联动件包括一与所述伺服电机连接的转轴，所述转轴与增压活塞之间安装有用于转轴转动的轴承；所述转轴内部为空心结构，设有通过丝杠紧固装置与所述压射杆固定连接的丝杠；所述丝杠通过设置在所述转轴内的丝杠螺母与所述转轴转动连接。

在本发明所述的热室压铸机压射系统中，所述联动件包括一与所述伺服电机连接的丝杠，所述丝杠与增压活塞之间安装有用于丝杠转动的轴承；所述压射杆连接有一丝杠螺母固定装置，所述丝杠螺母固定装置上设有丝杠螺母；所述丝杠通过所述丝杠螺母与所述丝杠螺母固定装置转动连接。

在本发明所述的热室压铸机压射系统中，所述伺服电机驱动所述转轴和丝杠螺母转动，通过丝杠螺母和丝杠的传动机构将丝杠螺母的旋转运动转换成丝杠的直线运动，进而由丝杠推动压射杆将所述料壶中合金液的推进模具。

在本发明所述的热室压铸机压射系统中，所述伺服电机带动丝杠转动，通过丝杠螺母和丝杠的传动机构将丝杠旋转运动转换成丝杠螺母的直线运动，进而由丝杠螺母推动压射杆将所述料壶中合金液推进模具。

在本发明所述的热室压铸机压射系统中，所述液压系统包括压力传感器、换向阀、单向阀、增压储能器、流量控制阀、油泵电机、油泵、油箱、吸油过滤器及冷却器，所述油泵电机驱动油泵工作，所述油泵将液压油通过所述吸油过滤器从油箱中吸出至所述增压缸体，所述增压储能器储备特定压力和容积的液压油，多余的液压油从所述流量控制阀中流回油箱，其中所述单向阀用于防止增压储能器中的液压油流回油泵；在增压的油路中，所述换向阀用于控制增压的动作，所述压力传感器用于检测增压压力，所述增压缸体中的液压油经过换向阀和冷却器流回油箱。

在本发明所述的热室压铸机压射系统中，所述伺服电机控制装置用于压射过程中的多段慢速、匀加速、多段高速、减速刹车的控制，所述液压增压装置用于压射过程中的快速增压控制。

实施本发明的油电混合的热室压铸机压射系统，具有以下有益效果：压射速度由伺服电机控制，构成速度、压射力的实时闭环控制，伺服电机实现对压射过程中慢速(多段)、匀加速、高速(多段)、减速(刹车)的控制，实现压射速度的多段无级可调，压射速度平稳无波动、压射速度的重复性好、加速和减速的响应时间短、压射的精确度高，从而提高制品的品质；压射控制精确，成型净成型制品；伺服电机控制做到节省能源、改善环保水平、降低噪音、缩短生产周期；利用液压系统实现增压的目的，增压单独控制利于实现缩短建压时间，同时避免为了要达到较大的增压力而采用大型电机，从而降低成本。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明油电混合的热室压铸机压射系统的第一实施例的原理结构示意图；

图2是本发明油电混合的热室压铸机压射系统的第二实施例的原理结构示意图；

图3是图1和图2所示实施例的压铸过程中的速度、压力、压射杆位移的曲线示意图。

附图标记如下：料壶1，压射杆2，丝杠紧固装置3，丝杠螺母4，转轴5，增压缸体6，增压活塞7，伺服电机8，压力传感器11，换向阀12，单向阀13，增压储能器14，流量控制阀15，油泵16，油泵电机17，油箱18，吸油过滤器19，冷却器20，轴承21，丝杠22，丝杠螺母固定装置23。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明油电混合的热室压铸机压射系统的第一实施例的原理结构示意图。图1所示的热室压铸机压射系统包括伺服电机控制装置、液压增压装置。本发明的压射系统采用油电混合结构，其压射动作分为慢速(多段)、匀加速、高速(多段)、减速(刹车)、快速增压、压射杆回锤，伺服电机控制装置实现压铸过程中的速度控制，实现压射速度的多段无级可调，液压增压装置配合伺服控制装置实现压铸过程中的快速增压，实现压射过程中金属的快速增压补缩，从而实现压铸的无飞边功能，成型高品质的净成型制品。

在图1中，本发明中的伺服电机控制装置中的转轴5横穿增压缸体6和增压活塞7，转轴5和增压活塞7之间安装有轴承21，以便于转轴5的转动。丝杠螺母4固定在转轴5上，转轴5与伺服电机8连接，以此达到伺服电机8驱动丝杠螺母4旋转的目的；压射杆2与丝杠紧固装置3连接，丝杠22固定在丝杠紧固装置3上。丝杠22安装在丝杠螺母4的内部；转轴5内部为空心结构，以作为丝杠22运动的空间。丝杠紧固装置3、丝杠螺母4、转轴5、丝杠22即为由伺服电机8带动且由液压系统驱动的联动件。

在图1中，本发明中的伺服电机8安装在增压缸体6上，增压活塞7安装在增压缸体6内部。油泵电机17驱动油泵16工作，油泵16将液压油通过吸油过滤器19从油箱18中吸出，供给本发明的液压增压装置。增压储能器14储备规定压力和容积的液压油，多余的液压油从流量控制阀15中流回油箱18，单向阀13防止增压储能器14中的液压油流回油泵16。在增压的油路中，换向阀12控制增压的动作，压力传感器11检测增压压力，增压缸体6中的液压油经过换向阀12和冷却器20流回油箱18。

在图1的实施方式中，伺服电机8驱动转轴5和丝杠螺母4转动，由丝杠螺母4和丝杠22的传动机构将丝杠螺母4的旋转运动转换成丝杠22的直线运动，由丝杠22推动压射杆2，压射杆2将料壶1中合金液推进模具，伺服电机8实现对图3中压射的慢速(多段)、匀加速、高速(多段)、减速(刹车)的控制，实现压射速度的多段无级可调；当合金液充填模具完成时，伺服电机8驱动压射杆2刹车减速，以减少压铸制品飞边的产生，更好地使制品能够达到净成型的目标；与此同时，液压增压控制装置中的换向阀12行至图示的下位，增压储能器14中的液压油快速放入增压缸体6的后腔中，推动增压活塞7前进，增压缸体6前腔的液压油经过换向阀12、冷却器20流回到油箱18中。增压活塞7推动转轴5，将增压力通过紧固在转轴5上的丝杠螺母4传递至丝杠22，由丝杠22推动压射杆2，由压射杆2将增压力作用在合金液上，对模具中的合金液进行快速增压补缩，最终成型制品，液压增压装置实现图3中压射的快速增压功能。

当快速完成后，换向阀12行至图示中上位，液压增压装置驱动液压油进入增压缸体6的前腔，推动增压活塞7后退至开始位置，增压缸体6后腔的液压油经过换向阀12、冷却器20流回到油箱18中；与此同时，伺服电机8反向旋转，驱动压射杆2后退至开始位置，压射系统进行下一循环。

图2是本发明油电混合的热室压铸机压射系统的第二实施例的原理结构示意图。

在图2中，本发明中的伺服电机控制装置中的丝杠22横穿增压缸体6和增压活塞7，丝杠22和增压活塞7之间安装有轴承21，以便于丝杠22的转动。丝杠螺母4固定在丝杠螺母固定装置23上，丝杠22与伺服电机8连接，以此达到伺服电机8驱动丝杠22旋转的目的；压射杆2与丝杠螺母固定装置23连接，丝杠螺母4固定在丝杠螺母固定装置23上。丝杠22安装在丝杠螺母4的内部。丝杠22、丝杠螺母固定装置23、丝杠螺母4即为由伺服电机8带动且由液压系统驱动的联动件。

在图2中，本发明中的液压增压装置中的增压缸体6固定在压射系统固定装置上(图中未示出)，伺服电机安装8安装在增压缸体6上。增压活塞7安装在增压缸体6内部，油泵电机17驱动油泵16工作，液压泵16将液压油通过吸油过滤器19从油箱18中吸出，供给本发明的液压增压装置，增压储能器14储备规定压力和容积的液压油，多余的液压油从流量控制阀15中流回油箱18，单向阀13防止增压储能器14中的液压油流回油泵16。在增压的油路中，换向阀12控制增压的动作，压力传感器11检测增压压力，增压缸体6中的液压油经过换向阀12和冷却器20流回油箱18。

在图2的实施方式中，伺服电机8驱动带轮10转动，从而带动丝杠22转动，由丝杠螺母4和丝杠22的传动机构将丝杠22旋转运动转换成丝杠螺母4的直线运动，由丝杠螺母4推动压射杆2，压射杆2将料壶1中合金液推进模具，伺服电机8实现对图3中压射的慢速(多段)、匀加速、高速(多段)、减速(刹车)的控制，实现压射速度的多段无级可调；当合金液充填模具完成时，伺服电机8驱动压射杆2刹车减速，以减少压铸制品飞边的产生，更好地使制品能够达到净成型的目标；与此同时，液压增压控制装置中的换向阀12行至图示的下位，增压储能器14中的液压油快速放入增压缸体6中，推动增压活塞7前进，增压缸体6前腔的液压油经过换向阀12、冷却器20流回到油箱18中。增压活塞7推动丝杠22，丝杠22将增压力传递至丝杠螺母4，由丝杠螺母4通过丝杠固定装置23推动压射杆2，由压射杆2将增压力作用在合金液上，对模具中的合金液进行快速增压补缩，最终成型制品，液压增压装置实现图3中压射的快速增压功能。

当快速增压完成后，换向阀12行至图示中上位，液压增压装置驱动液压油进入增压缸体6的前腔，推动增压活塞7后退至开始位置，增压缸体6后腔的液压油经过换向阀12、冷却器20流回到油箱18中；与此同时，伺服电机8反向旋转，驱动压射杆2后退至开始位置，压射系统进行下一循环。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡是本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种油电混合的热室压铸机压射系统，包括料壶及压射杆，其特征在于，还包括伺服电机控制装置和液压增压装置，所述伺服电机驱动所述压射杆以控制压射过程中的压射速度，所述液压增压装置配合伺服电机控制装置驱动所述压射杆以控制压射过程中的快速增压。

2.根据权利要求1所述的热室压铸机压射系统，其特征在于，所述液压增压装置包括增压缸体、安装在所述增压缸体内的增压活塞及与所述增压活塞连接的液压系统，所述伺服电机控制装置包括安装在所述增压缸体上的伺服电机及与所述压射杆固定连接可带动其直线运动的联动件，所述增压活塞由所述液压系统驱动，所述联动件横穿所述增压缸体和增压活塞并与所述伺服电机连接，所述联动件在所述伺服电机与增压活塞的驱动下带动所述压射杆作直线运动。

3.根据权利要求2所述的热室压铸机压射系统，其特征在于，所述联动件包括一与所述伺服电机连接的转轴，所述转轴与增压活塞之间安装有用于转轴转动的轴承；所述转轴内部为空心结构，设有通过丝杠紧固装置与所述压射杆固定连接的丝杠；所述丝杠通过设置在所述转轴内的丝杠螺母与所述转轴转动连接。

4.根据权利要求2所述的热室压铸机压射系统，其特征在于，所述联动件包括一与所述伺服电机连接的丝杠，所述丝杠与增压活塞之间安装有用于丝杠转动的轴承；所述压射杆连接有一丝杠螺母固定装置，所述丝杠螺母固定装置上设有丝杠螺母；所述丝杠通过所述丝杠螺母与所述丝杠螺母固定装置转动连接。

5.根据权利要求3所述的热室压铸机压射系统，其特征在于，所述伺服电机驱动所述转轴和丝杠螺母转动，通过丝杠螺母和丝杠的传动机构将丝杠螺母的旋转运动转换成丝杠的直线运动，进而由丝杠推动压射杆将所述料壶中合金液的推进模具。

6.根据权利要求4所述的热室压铸机压射系统，其特征在于，所述伺服电机带动丝杠转动，通过丝杠螺母和丝杠的传动机构将丝杠旋转运动转换成丝杠螺母的直线运动，进而由丝杠螺母推动压射杆将所述料壶中合金液推进模具。

7.根据权利要求3或4所述的热室压铸机压射系统，其特征在于，所述液压系统包括压力传感器、换向阀、单向阀、增压储能器、流量控制阀、油泵电机、油泵、油箱、吸油过滤器及冷却器，所述油泵电机驱动油泵工作，所述油泵将液压油通过所述吸油过滤器从油箱中吸出至所述增压缸体，所述增压储能器储备特定压力和容积的液压油，多余的液压油从所述流量控制阀中流回油箱，其中所述单向阀用于防止增压储能器中的液压油流回油泵；在增压的油路中，所述换向阀用于控制增压的动作，所述压力传感器用于检测增压压力，所述增压缸体中的液压油经过换向阀和冷却器流回油箱。

8.根据权利要求3或4所述的热室压铸机压射系统，其特征在于，所述伺服电机控制装置用于压射过程中的多段慢速、匀加速、多段高速、减速刹车的控制，所述液压增压装置用于压射过程中的快速增压控制。

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